高中第四节 氨 硝酸 硫酸第2课时课后作业题

这是一份高中第四节 氨 硝酸 硫酸第2课时课后作业题，共15页。

第2课时　硝酸和硫酸
基础过关练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　浓硫酸的吸水性和脱水性
1.(2019首都师范大学附属中学高一上期中)在盛放浓硫酸的试剂瓶的标签上应印有下列警示标志中的(　　)

2.(2019江西九江一中高一月考)在如下图所示的实验中,实验开始一段时间后,对观察到的现象叙述错误的是　(　　)

A.苹果块会干瘪 B.胆矾晶体表面有“白斑”
C.小试管内有晶体析出 D.pH试纸变红
3.浓硫酸和2 mol·L-1的稀硫酸,在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是(　　)

A.a升华、b冷凝 B.a挥发、b吸水
C.a蒸发、b潮解 D.a冷凝、b吸水
4.(2020江苏海安中学高二上期中)有关蔗糖与浓硫酸反应的实验中,下列说法正确的是(　　)
A.反应需要加入大量的水作催化剂
B.反应需要使用酒精灯加热
C.浓硫酸只体现出吸水性
D.产生的刺激性气味气体是SO2
5.(2019北京西城高一上期末)将适量的蔗糖(C12H22O11)放入烧杯,滴入几滴水,搅拌均匀,然后加入适量的浓硫酸。可观察到固体变黑,片刻后,黑色物质急剧膨胀,同时产生大量刺激性气味的气体,放出大量的热。

(1)固体变黑体现了浓硫酸的　　　　性(填“吸水”“脱水”或“强氧化”)。 
(2)确定刺激性气味气体的成分。
①将气体通入品红溶液后,溶液褪色,加热,颜色恢复。说明该气体中一定含有　　　　。 
②将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,　　　　(填“能”或“不能”)证明气体中含有二氧化碳,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
③刺激性气味气体产生的原因是 　 (用化学方程式表示)。 

题组二　浓硫酸的强氧化性
6.浓硫酸与下列物质作用时,只表现强氧化性的是(　　)
A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材
C.红热木炭 D.氧化铝
7.(2020广东惠州高一上期末)金属铜不能与稀硫酸反应,却能够与浓硫酸反应,是因为浓硫酸具有(　　)
A.脱水性 B.吸水性
C.强酸性 D.强氧化性
8.(2020上海金山高三一模)常温下,Fe、Al在浓硫酸中钝化,浓硫酸表现了(　　)
A.难挥发性 B.吸水性
C.脱水性 D.强氧化性
9.(2019山东外国语学校高一上月考)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(　　)

A.②中选用品红溶液验证SO2的生成
B.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
C.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
D.上下移动①中铜丝可控制SO2的产生与停止
10.(2019北京西城高一上期末)某同学在研究Fe与H2SO4的反应时,进行了如下实验。


(1)实验Ⅰ中,铁与稀硫酸反应的离子方程式为 　 。 
(2)实验Ⅱ中,铁丝表面迅速变黑,反应很快停止,其原因是　 。 
(3)实验Ⅲ中,加热后产生大量气体,A试管中溶液的红色褪去,C处始终未检测到可燃性气体。B试管中反应的离子方程式是　 。 
(4)对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,同学们得出以下结论:
①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但原因不同。浓硫酸的氧化性源于+6价的硫元素,稀硫酸的氧化性源于　　　　　　　　　　　　　。 
②造成反应多样性的主要因素有　　　　　　　　(写出两点即可)。 

题组三　硝酸的性质
11.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是　(　　)
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
12.(2020新疆乌鲁木齐第四中学高一上期末)下列关于硝酸的认识中,正确的是(　　)
A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B.浓硝酸与金属反应不生成氢气,而稀硝酸与金属反应可生成氢气
C.因常温下铝和铁不与浓硝酸反应,所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
D.硝酸与金属反应时,只表现出氧化性
13.(2019甘肃兰州一中高一上期末)把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中,充分反应后溶液中大量存在的金属阳离子是(　　)
A.只有Fe2+ B.只有Fe3+
C.有Fe2+和Cu2+ D.有Fe3+和Cu2+
14.某学习小组为研究铜与浓、稀HNO3反应的差异,设计了如图所示的实验装置。

下列说法不正确的是(　　)
A.反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排出装置内的空气
B.A中的离子方程式为Cu+2NO3-+4H+ Cu2++2NO2↑+2H2O
C.当B中0.03 mol铜粉被氧化时,B中产生的NO气体大于0.02 mol
D.C装置中装入一定量的水进行尾气处理
15.(2020黑龙江哈尔滨六中高一上期末)取三张蓝色石蕊试纸放在玻璃片上,然后按顺序分别滴加65%的硝酸、98%的硫酸和新制的氯水,三张试纸呈现的颜色分别是(　　)
A.白、红、白 B.红、黑、白
C.红、红、红 D.白、黑、白
16.(2019河北武邑中学高一上月考)某化学兴趣小组用下图装置验证NO2的氧化性和NO的还原性,请回答下列问题:

(1)打开浓硝酸的试剂瓶,瓶口会出现白雾,说明浓硝酸具有　　　　性。 
(2)向锥形瓶中加入一定量的浓硝酸,若生成等物质的量的NO和 NO2 气体,则甲中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,根据该方程式说明硝酸具有　　　　。(填字母代号) 
A.酸性　　B.还原性　　C.氧化性　　D.不稳定性 E.漂白性
(3)说明 NO2具有氧化性的现象是　　　　　　　　　　　　,但有同学指出该处实验设计存在不足之处,他的理由是　 。 
(4)说明NO具有还原性的操作和现象是 　 。 

能力提升练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2020浙江诸暨中学实验班高一上期中,★★☆)下列化学实验事实及其解释都正确的是(　　)
A.常温下能用铝制容器贮存浓硝酸,因为常温下铝与浓硝酸不反应
B.NH3不能用浓硫酸干燥,因为氨气易被浓硫酸氧化
C.浓硝酸中的HNO3见光会分解,故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色
D.某溶液用硝酸酸化无明显现象,再滴加氯化钡溶液有白色沉淀产生,说明溶液中有SO42-
2.(2020山东新高考高三上联考,★★☆)公元8世纪,Jabiribn Hayyan在干馏硝石(4KNO3 2K2O+4NO↑+3O2↑)的过程中首次发现并制得硝酸,同时他也是硫酸和王水的发现者。下列说法正确的是(　　)
A.干馏产生的混合气体理论上可被水完全吸收
B.王水是由3体积浓硝酸与1体积浓盐酸配制而成的
C.王水溶解金时,其中的盐酸作氧化剂(Au+HNO3+4HCl H[AuCl4]+NO↑+2H2O)
D.实验室可用NaNO3与浓硫酸反应制备少量的HNO3,利用的是浓硫酸的氧化性
3.(2019浙江镇海中学高一上期末,★★☆)某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2的性质实验(夹持装置已省略)。

下列说法错误的是(　　)
A.反应后,试管Ⅰ中出现白色固体,将其放入水中,溶液显蓝色
B.试管Ⅱ中品红溶液逐渐褪色,对其加热溶液又恢复红色
C.试管Ⅳ中酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的漂白性
D.试管Ⅴ可以改为装有碱石灰的干燥管
4.(2020福建泉州南岸期末,★★☆)将足量的铜片与100 mL 18 mol/L浓硫酸加热充分反应,收集到标准状况下的SO2气体V L,下列对此反应的有关说法中错误的是(　　)
A.该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性
B.反应结束后两种反应物均有剩余
C.被还原的硫酸为V22.4 mol
D.参加反应的Cu为0.9 mol
5.(2020河北衡水中学高三上第三次调研,★★☆)为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO,设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态),下列说法中不正确的是(　　)

A.关闭活塞1,加入稀硝酸至液面a处
B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D.反应开始后,胶塞下方有无色气体生成,打开活塞1,分液漏斗中有红棕色气体产生,证明生成的气体为NO
6.(2020山东肥城泰西中学高三上月考,★★☆)11.2 g Cu在某浓硝酸中完全溶解,反应产生NO2和NO混合气体3.36 L(标准状况下),则混合气体中NO2和NO的体积之比为(　　)
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
7.(2020湖北荆州沙市校级期末,★★☆)某同学采用如图装置进行实验,证明了铜与稀硝酸反应生成了NO。实验时,先向注射器内加入一定量的稀硝酸,排净注射器内的空气,迅速将带有铜丝的橡皮帽盖上,一段时间后,注射器内有无色气体产生。

(1)铜与稀硝酸反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 
(2)NO是大气污染物之一。目前有一种治理方法是在400 ℃左右、有催化剂存在的情况下,用氨气把NO还原为氮气和水。该反应的化学方程式为4NH3+6NO 5N2+6H2O,每有10 mol N2生成,氧化产物与还原产物的物质的量之比为　　　　。 
(3)N2O4为氧化剂,可以与火箭燃料偏二甲肼(C2H8N2)反应,放出巨大能量,把火箭送入太空,同时产生两种无毒气体,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 
(4)①写出实验室由NH4Cl和Ca(OH)2加热制取氨气的化学方程式:　 。 
②进行喷泉实验,若在水中加入酚酞,得到红色喷泉。该实验体现了氨气的两个重要性质分别是　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　。 
答案全解全析
基础过关练
1.A　A项表示腐蚀品,B项表示剧毒品,C项表示易燃气体,D项表示禁止使用。浓硫酸具有腐蚀性,标签上应印有腐蚀品的标志。
2.D　浓硫酸具有较强的吸水性,因此将苹果块、胆矾晶体和饱和硝酸钾溶液在题中图示装置中放置一段时间后,浓硫酸会吸收它们中的水分,使苹果块干瘪、胆矾晶体变为白色的无水硫酸铜、饱和硝酸钾溶液中析出晶体。D项,因浓硫酸具有强氧化性和脱水性,pH试纸在浓硫酸中先变红后变黑。
3.B　在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程,只不过在浓硫酸中以吸收水分为主,溶液质量增加;而在2 mol·L-1的稀硫酸中以水分挥发为主,质量减小。
4.D　浓硫酸具有脱水性和强氧化性,能将蔗糖中的H、O原子以2∶1的个数比脱去而得到碳单质,浓硫酸将碳氧化为二氧化碳,自身被还原为二氧化硫,所以体现了浓硫酸的强氧化性和脱水性,故A、B、C错误,D正确。
5.答案　(1)脱水　(2)①SO2　②不能　SO2也可使澄清石灰水变浑浊　③C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
解析　(1)浓硫酸具有脱水性,把蔗糖中的氢元素和氧元素按2∶1脱去,使蔗糖固体变黑。(2)①将产生的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液褪色,加热,颜色恢复,说明该气体中一定含有二氧化硫;②二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水都会生成沉淀,使溶液变浑浊,因此澄清石灰水变浑浊不能证明气体中含有二氧化碳;③脱水过程中反应放热,碳和浓硫酸共热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水。
6.C　浓硫酸具有吸水性,能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末;浓硫酸可使木材炭化,表现的是脱水性;浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,浓硫酸只表现强氧化性;浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。
7.D　金属铜活泼性较弱,不能够被氢离子氧化,不能与稀硫酸反应,浓硫酸具有强氧化性,能将铜、银等不活泼金属氧化,本身被还原成二氧化硫。
8.D　常温下,由于浓硫酸具有强氧化性,Fe、Al遇到浓硫酸时表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止反应的进一步发生,从而发生钝化。
9.C　SO2能使品红溶液褪色,A合理;SO2有毒,且属于酸性氧化物,能与NaOH溶液反应,B合理;浓硫酸过量,试管中剩余浓硫酸,应将反应后的混合液慢慢加入到水中,否则易导致液体飞溅而发生危险,C不合理;移动铜丝,可控制铜丝与浓硫酸的接触,即可控制SO2的产生与停止,D合理。
10.答案　(1)Fe+2H+ Fe2++H2↑　(2)常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,表面生成致密的氧化膜,阻止反应进一步进行　(3)SO2+2OH- SO32-+H2O　(4)①+1价的氢元素　②反应物的浓度、温度(答案合理即可)
解析　(1)Fe和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。(2)浓硫酸具有强氧化性,常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,表面生成致密的氧化膜阻止内部的Fe进一步反应。(3)实验Ⅲ中,铁与稀硫酸反应有氢气生成,和浓硫酸共热反应有二氧化硫生成,实验中未检测到可燃性气体,说明反应中没有氢气生成,二氧化硫具有漂白性,可使品红溶液褪色,二氧化硫是酸性氧化物,与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为SO2+2OH- SO32-+H2O。(4)①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但原因不同,浓硫酸的氧化性表现在+6价的硫元素上,稀硫酸的氧化性表现在+1价的氢元素上;②影响反应产物多样性的因素有浓度、温度、反应物的量等。
11.D　浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性,使其褪色表现的是强氧化性,A项正确;硝酸具有强氧化性,与锌反应生成的是氮的氧化物,不是氢气,B项正确;浓硝酸见光易分解,应用棕色试剂瓶存放,C项正确;硝酸与NaOH溶液中和后,使溶液中的红色褪去,利用的是酸性,D项错误。
12.A　浓、稀硝酸都有氧化性,可与大多数金属反应,但不产生氢气;在与金属反应时,硝酸既表现氧化性(被还原为含有氮元素的物质)又表现酸性(生成硝酸盐),该反应属于氧化还原反应,不属于置换反应;常温下,浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中,是因为铝和铁在冷的浓硝酸中钝化。
13.A　铁的金属性强于铜,铁先与热的浓硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO2和H2O,因为铁过量,硝酸完全消耗,因此Cu不与硝酸反应,过量铁与Fe3+发生反应:Fe+2Fe3+ 3Fe2+,因此反应后溶液中大量存在的金属阳离子是Fe2+。
14.D　反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排出装置内的空气,A正确;A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+2NO3-+4H+ Cu2++2NO2↑+2H2O,B正确;B中发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO、3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因此当B中0.03 mol铜粉被氧化时,产生的NO气体的物质的量大于0.02 mol,C正确;NO不溶于水,C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理,D错误。
15.D　浓硝酸具有强氧化性,可将试纸中的有色物质氧化成无色物质;浓硫酸具有脱水性,试纸和其中的有色物质都是有机物,浓硫酸可使之炭化,最终试纸呈黑色;新制氯水具有漂白性,可将试纸漂白。
16.答案　(1)挥发　(2)2Cu+6HNO3 2Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+3H2O　AC　(3)淀粉-KI溶液变蓝　挥发出的硝酸也能使淀粉-KI溶液变蓝　(4)打开活塞,挤压空气囊,丙中气体由无色变为红棕色
解析　(1)浓硝酸具有挥发性,挥发出的HNO3遇到水蒸气形成酸雾。(2)将NO和NO2视为一个整体,相当于N的化合价降低4,Cu的化合价升高2,所以Cu的化学计量数为2,NO和NO2的化学计量数都是1,再根据原子守恒配平,即得:2Cu+6HNO3 2Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+3H2O。该反应说明硝酸具有酸性和氧化性。(3)淀粉-KI溶液中的碘离子被氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质变为蓝色。但是实验中浓硝酸具有挥发性,甲装置中铜与浓硝酸的反应是放热反应,随着温度升高,硝酸挥发也会加剧,挥发出的硝酸也可能氧化碘离子生成碘单质。(4)丙装置中,通过排水法收集了NO,打开活塞,挤压空气囊,将空气挤压进丙装置中,NO接触到氧气,被氧化为NO2,颜色变为红棕色。
能力提升练
1.C　常温下浓硝酸可以用铝制容器贮存,原因是铝遇浓硝酸发生了钝化,不是不反应,A错误;NH3与浓硫酸的反应不是氧化还原反应,B错误;HNO3见光会分解生成二氧化氮,二氧化氮溶于硝酸显黄色,C正确;某溶液用硝酸酸化无明显现象,再滴加氯化钡溶液有白色沉淀产生,生成的沉淀可能为AgCl,原溶液中可能含有银离子,不一定含有SO42-,D错误。
2.A　根据化学方程式4NO+3O2+2H2O 4HNO3,可知干馏产生的混合气体理论上可被水完全吸收,A正确;王水是由浓盐酸与浓硝酸按3∶1的体积比配制而成的,B错误;该反应中Au元素化合价由0价变为+3价,N元素化合价由+5价变为+2价,故Au是还原剂、硝酸是氧化剂,C错误;用NaNO3与浓硫酸制硝酸的反应为NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑,利用的是高沸点酸制取低沸点酸的反应原理,D错误。
3.C　铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,无水硫酸铜是白色固体,加入水中,溶液呈蓝色,A正确;SO2使品红溶液褪色是因为SO2与有色物质结合,形成不稳定的无色化合物,加热后这种无色物质分解,而恢复原来的红色,B正确;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色是由于SO2具有还原性,C错误;氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的二氧化硫,可以改为装有碱石灰的干燥管,D正确。
4.D　浓硫酸中n(H2SO4)=0.1 L×18 mol/L=1.8 mol,Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,被还原的硫酸生成二氧化硫,被还原的硫酸的物质的量等于生成的二氧化硫的物质的量,参加反应的Cu的物质的量理论上应是参加反应的硫酸的一半,即0.9 mol,但随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐降低,而铜与稀硫酸不反应,因此,被还原的硫酸的物质的量应小于硫酸总物质的量的一半,即小于0.9 mol,则参加反应的Cu也小于0.9 mol。
5.A　关闭活塞1,U形管左端气体被封在管内,气体产生压强导致稀硝酸的液面无法上升到a处,A错误;升高温度能加快化学反应速率,B正确;关闭或开启活塞1能控制U形管内产生气体的压强,当压强大时能使铜和稀硝酸分离从而停止反应,所以通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行,C正确;一氧化氮是无色气体,如果证明反应产生的气体是一氧化氮,需要将活塞1打开,将气体放入分液漏斗中,气体在分液漏斗中变为红棕色,则证明反应所产生的气体是一氧化氮,D正确。
6.B　11.2 g Cu的物质的量为11.2 g64 g/mol=0.175 mol,反应中失电子的物质的量为0.175 mol×2=0.35 mol,气体的物质的量为3.36 L22.4 L/mol=0.15 mol,设生成NO和NO2物质的量分别为x mol、y mol,则x+y=0.15,由得失电子守恒得3x+y=0.35,联立两式,计算得x=0.1、y=0.05,气体在相同条件下物质的量之比等于其体积之比,NO2和NO的体积之比为0.05∶0.1=1∶2。
7.答案　(1)3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)2∶3
(3)C2H8N2+2N2O4 2CO2↑+3N2↑+4H2O
(4)①2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
②氨气易溶于水　氨气与水反应生成碱
解析　(1)铜和稀硝酸反应生成NO气体,反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(2)反应4NH3+6NO 5N2+6H2O中,NO为氧化剂,NH3为还原剂,N2既是氧化产物又是还原产物,根据方程式可知,每生成5 mol N2,有6 mol NO被还原,4 mol NH3被氧化,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶3。
(3)偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮为氧化剂,燃烧主要产生CO2、N2,根据原子守恒知还生成水,则该反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4 2CO2↑+3N2↑+4H2O。
(4)①实验室由NH4Cl和Ca(OH)2加热制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。②能进行喷泉实验,说明氨气易溶于水,若在水中加入酚酞,得到红色喷泉,说明氨气的水溶液显碱性。